A física quântica
estuda as coisas pequenas, muito pequenas – sistemas físicos cujas
dimensões são próximas ou abaixo da escala atômica, ou seja, moléculas,
átomos, elétrons, prótons e outras partículas subatômicas.
A mecânica quântica,
então, representa um conjunto de regras que governa o comportamento de
partículas subatômicas. Essas partículas, como já falamos, são
minúsculas, e podem viajar através das paredes, podem se comportar como
ondas e podem permanecer conectadas através de grandes distâncias.
Apesar da quântica ser
um ramo da física que lida com tais coisas microscópicas, muitos
cientistas acreditam que ela também pode descrever fenômenos
macroscópicos. É o que foi discutido no Festival Mundial de Ciência, em
Nova York (EUA), dia 1 de junho.
Segundo os cientistas, um crescente conjunto de provas mostra que a
mecânica quântica está envolvida em processos biológicos como a
fotossíntese, a migração das aves, o sentido do olfato e possivelmente
até mesmo a origem da vida. E, se toda a vida é feito de átomos e outras
partículas pequenas, nada mais justo, não?
Quântica grande
Os pesquisadores achavam que as peculiaridades da física quântica não
afetavam objetos macroscópicos, porque esses são muito quentes e úmidos
para suportar delicados estados quânticos.
Mas fomos surpreendidos novamente: a natureza sempre dá um jeito de
aproveitar as leis do universo a seu favor. “A vida é feita de átomos e
os átomos se comportam de forma quântica”, disse o cosmólogo Paul
Davies, da Universidade Estadual do Arizona, EUA. E não é que é verdade?
Sendo assim, a biologia pode usar um pouco de quântica.
O caso dos pássaros migratórios e o caso do olfato
Se você mora em uma aérea cheia de aves migratórias, pode ver, todo
ano, as exatas mesmas aves. Isso porque esses animais têm um excelente
senso de navegação e direção. Não importa o quão longe eles viajem, eles
podem voltar não somente para a mesma região, mas para o exato mesmo
lugar onde estavam inicialmente.
E como eles conseguem tal façanha? Os cientistas apostavam que os
pássaros se localizavam com base no campo magnético da Terra. Mas como
eles fazem isso? Eles têm um “órgão magnético” que sente esse campo?
Não. Os pássaros tem uma carta em sua manga: o entrelaçamento quântico, ouemaranhamento.
O entrelaçamento é a forma como dois objetos ficam conectados mesmo que
estejam a grandes distâncias. A ação de um afeta o outro.
Claro que isso é normalmente visto em partículas subatômicas – elas
compartilham características mesmo que separadas. E como os pássaros
podem se aproveitar esse processo?
Segundo cientistas, isso é possível nas aves graças a uma proteína dentro de suas células, chamada criptocromo.
Nós também temos essas proteínas, mas em uma forma diferente. Nas
aves e em insetos como a mosca da fruta, a criptocromo-1 regula a
orientação. Nos humanos, a criptocromo-2 tem ligação, por exemplo, com
nosso “relógio biológico”.
Agora, uma nova teoria diz que essa proteína dá um impulso de energia
em um dos elétrons de um par emaranhado nos pássaros, separando-o de
seu parceiro. Em sua nova localização, o elétron experimenta uma
magnitude ligeiramente diferente do campo magnético da Terra, o que
altera o spin (giro) do elétron.
Com essas informações, os pássaros constroem uma espécie de “mapa
interno” do campo magnético da Terra, e podem definir sua posição e
direção. A teoria ganhou apoio de uma recente experiência com moscas da fruta, que, quando ficaram sem criptocromo, perderam a su.... Louco, mas plausível.
Outro mistério que recorre à física quântica para explicação é o sentido do olfato.
Antes, cientistas pensavam que nós reconhecíamos os odores porque cada
molécula aromática tem uma forma, que, quando entra no nosso nariz, se
liga a receptores que as reconhecem.
Só que alguns cheiros têm moléculas de formas idênticas, mas odores
completamente diferentes por causa de uma pequena alteração química (por
exemplo, um único átomo de hidrogênio na molécula é substituído por uma
versão mais pesada conhecida como deutério).
Apesar de afetar o peso da molécula, isso não altera a sua forma, mas
muda seu odor. Como sabemos a diferença? A teoria reside na capacidade
de partículas quânticas de agirem como ondas. “A teoria é que mesmo que a
forma da molécula seja a mesma, como sua química mudou ligeiramente,
vibra de uma forma diferente. E este tipo de natureza ondulatória, que é
um tipo puramente quântico de efeito, faz com que o receptor no nariz
seja capaz de perceber a diferença”, diz Seth Lloyd, engenheiro mecânico
do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (EUA).
Sendo assim, alguns pesquisadores estão apostando todas as suas
fichas na física quântica para explicar todo tipo de mistério que cerca a
biologia, inclusive o início do início da vida. Como surgiu a vida da
“não vida”, do nada?
A vida é um estado distinto da matéria, portanto, há cientistas que
creem que essa distinção seja quântica. Por outro lado, há os que pedem
cuidado: nem tudo que é envolto em dúvida e mistério é sinônimo de
física quântica. O que você acha? [LiveScience, FísicaUSP]
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